KR101677104B1 - 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압출기 헤드에서 용융된 절연체가 상기 압출기 헤드의 일측에서 공급되는 도체라인을 감싸도록 하여 상기 압출기 헤드 하류측에 설치되는 압출다이를 통해 일정한 직경으로 인출되는 절연체가 인입되는 관체로서, 상기 압출다이를 통과하여 일정한 형상으로 인출되는 절연체의 직경보다 더 큰 내경을 가지도록 형성되는 냉각관부와, 상기 냉각관부의 일측에 연결되되, 상기 압출기 헤드로부터 인출되는 절연체의 표면과 상기 냉각관부의 내연 사이에 형성되는 냉매유공급갭으로 고압의 냉매유를 압입시키는 냉매유공급부를 포함하여, 상기 냉매유공급갭으로 공급되는 냉매유의 압력에 의해 상기 냉각관부 내측으로 이송되는 절연체의 표면에 부력이 발생되도록 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 압출기를 통해 인출되는 초고압 케이블용 절연체가 중력에 의해 하방으로 처지지 않도록 절연체를 냉각관부 내측으로 인입시키고 냉매유에 의해 절연체 표면을 직접적으로 냉각시켜 냉각효율이 매우 높은 효과가 있다.
또한, 냉각관부 내측으로 압입되는 냉매유에 의해 절연체 표면에 부력이 발생되어 냉각관부 내측으로 이송중에 절연체의 표면이 처지지 않고 원래의 형상을 유지하도록 하여 불량발생을 최소화시켜 생산성이 뛰어난 효과가 있다.
또한, 냉각관부 내측의 냉매유에 의해 절연체 표면이 냉각관부 내측에 마찰되지 않고 윤활작용에 의해 용이하게 인출되어 작업성이 우수한 효과가 있다.

Description

초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치{Extrusion sag prevent apparatus of ultra high voltage power cable insulator}

본 발명은 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CCV/HCV용 압출기를 통해 인출되는 초고압 케이블용 절연체가 중력에 의해 하방으로 처지지 않도록 절연체를 냉각관부 내측으로 인입시키고, 냉매유에 의해 절연체 표면을 직접적으로 냉각시켜 냉각효율이 매우 높으며, 냉각관부 내측으로 압입되는 냉매유에 의해 절연체 표면에 부력이 발생되어 냉각관부 내측으로 이송중에 처지지 않고 원래의 형상을 유지할 수 있도록 하는 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 압출기를 통해 인출되는 케이블은 용도에 따라 다양한 직경을 가지게 되는데, 특히 초고압 케이블의 경우에는 피복두께가 매우 두꺼워 압출기에서 용융되어 압출되는 절연체가 압출기 외부로 인출시 바로 고화되지 못하고 유동성을 띄게 된다.

이는 도 1의 단면구조에서 살펴보면, 압출기에서 압출 당시에는 도 1의 (a)에서와 같이 도체(A)를 중심으로 절연체가 일정한 두께로 피복되어 있으나, (b)에서와 같이 절연체(B)의 피복두께가 두꺼워 중력에 의해 절연체(B)가 도체(A)를 중심으로 일정형상의 직경을 가지지 못하고 일측이 중력에 의해 하방으로 처지게 되는 문제점이 발생된다.

이러한 압출기에서 인출되는 초고압 케이블 절연체의 처짐발생을 방지하기 위해 압출설비를 통해 압출되는 케이블이 수직방향으로 인출되도록 하여 중력에 의한 처짐발생을 원천적으로 방지할 수 있도록 하는 종래기술이 개시된 바 있다.

그러나 이러한 수직방향 인출구조는 설비를 위한 건물높이가 최소 120m 정도되어야 가능하여 기본 설비마련을 위한 많은 비용이 소요되고, 관리비 또한 많이 발생되는 문제점을 가지게 된다.

이러한 압출생산설비 자체의 변경 이외에 기존 압출생산설비 내에서 압출되는 절연체를 내부 도체라인을 중심으로 회전시켜 절연체의 일방향이 중력방향에 치우치지 않도록 하는 기술이 개시되었으나, 실제 회전에 의한 효과는 크지 않으며 회전력에 의해 오히려 절연체의 외측으로 힘이 가해져 처짐현상이 발생될 가능성이 있다.

아울러 압출되는 절연체를 일정 냉각공간 내에 질소가스를 주입시켜 절연체 표면을 냉각고형화시키는 방법이 개시되었으나, 절연체가 비구속된 상태에서 냉각효과가 그리 크지 않은 문제점을 가진다.

따라서, 이러한 종래 피복두께가 두꺼운 초고압 케이블 절연체가 압출기를 통해 인출될 경우, 중력에 의해 유동성을 가지는 절연체가 처지지 않고 원래의 형상을 그대로 유지할 수 있도록 냉각할 수 있는 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.

한국공개특허 제 2007-14109호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 압출기를 통해 압출되는 초고압 케이블의 절연체가 유동성을 가져 중력에 의해 처짐현상이 발생되지 않도록 냉각관부 내측으로 구속시켜 절연체를 냉각고형화하도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 압출기 헤드에서 용융된 절연체가 상기 압출기 헤드의 일측에서 공급되는 도체라인을 감싸도록 하여 상기 압출기 헤드 하류측에 설치되는 압출다이를 통해 일정한 직경으로 인출되는 절연체가 인입되는 관체로서, 상기 압출다이를 통과하여 일정한 형상으로 인출되는 절연체의 직경보다 더 큰 내경을 가지도록 형성되는 냉각관부와, 상기 냉각관부의 일측에 연결되되, 상기 압출기 헤드로부터 인출되는 절연체의 표면과 상기 냉각관부의 내연 사이에 형성되는 냉매유공급갭으로 고압의 냉매유를 압입시키는 냉매유공급부를 포함하여, 상기 냉매유공급갭으로 공급되는 냉매유의 압력에 의해 상기 냉각관부 내측으로 이송되는 절연체의 표면에 부력이 발생되도록 한다.

아울러, 상기 냉각관부는 상기 압출헤드로부터 인출되는 절연체가 삽입되는 관체로서, 상기 냉매유공급갭이 형성되는 제1관부와, 상기 제1관부를 둘러싸도록 일정간격 이격되어 설치되는 관체로서, 상기 제1관부의 외측에 제1냉매유이송통로가 형성되는 제2관부를 포함하여 제공된다.

더욱이, 상기 냉각관부는 상기 제2관부를 둘러싸도록 일정간격 이격되어 설치되는 관체로서, 상기 제2관부의 외측에 제2냉매유이송통로가 형성되는 제3관부를 더 포함하여, 상기 제3관부의 일측에 상기 냉매유공급부로부터 냉매유가 압입되는 주입공이 형성되어, 상기 주입공으로부터 압입되는 냉매유는 상기 제2냉매유이송통로를 거쳐 상기 제1냉매유이송통로로 순환된다.

아울러, 상기 주입공은 상기 제2냉매유이송통로의 후단부와 연통되어 냉매유가 상기 제2냉매유이송통로의 후단부에서 전단부로 이송되며, 상기 제2냉매유이송통로의 전단부에는 냉매유가 상기 제1냉매유이송통로와 상기 냉매유공급갭으로 분기되어 상기 냉매유가 냉각관부의 전단부에서 후단부로 이송된다.

또한, 상기 냉매유공급부는 일측이 상기 냉각관부의 일측에 형성된 배출공과 연결되어 상기 냉각관부 내부에서 열교환된 냉매유가 배출공을 통해 외부로 배출되는 배출라인과, 상기 배출라인의 타측에 연결되어 상기 배출라인으로 배출되는 냉매유가 저장되는 저장탱크와, 상기 저장탱크의 일측에 연결되어 상기 저장탱크내에 저장되는 냉매유를 고압으로 순환시키기 위한 순환펌프와, 상기 순환펌프의 일측에 연결되어 상기 순환펌프를 통해 공급되는 냉매유를 냉각시키는 열교환기와, 일측이 상기 열교환기와 연결되고 타측이 상기 냉각관부의 다른 일측에 형성된 주입공과 연결되어 상기 열교환기에서 냉각된 냉매유를 상기 냉각관부 내부로 공급하는 공급라인을 포함하여 제공된다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 압출기를 통해 인출되는 초고압 케이블용 절연체가 중력에 의해 하방으로 처지지 않도록 절연체를 냉각관부 내측으로 인입시키고 냉매유에 의해 절연체 표면을 직접적으로 냉각시켜 냉각효율이 매우 높은 효과가 있다.

또한, 냉각관부 내측으로 압입되는 냉매유에 의해 절연체 표면에 부력이 발생되어 냉각관부 내측으로 이송중에 절연체의 표면이 처지지 않고 원래의 형상을 유지하도록 하여 불량발생을 최소화시켜 생산성이 뛰어난 효과가 있다.

또한, 냉각관부 내측의 냉매유에 의해 절연체 표면이 냉각관부 내측에 마찰되지 않고 윤활작용에 의해 용이하게 인출되어 작업성이 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래 압출기에서 압출되는 절연체의 처짐현상을 나타낸 단면구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치의 주요 단면구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A'선 단면구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치에서 냉매유의 이동관계를 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치의 주요 단면구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 A-A'선 단면구조를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치은 압출기 헤드(11) 하류측에 설치되는 압출다이(12)를 통해 절연체(100)를 일정한 직경으로 인출하는 압출기 본체의 후단에 결합되어, 압출다이(12)를 통해 일정한 직경으로 인출되는 절연체(100)를 관 내부로 이송시켜 관 내부에서 냉각되도록 하는 냉각관부(20)와, 냉각관부(20) 내부로 고압의 냉매유를 공급하는 냉매유공급부(30)를 포함하여 구성된다.

압출기 본체는 압출기 헤드(11)에서 용융된 절연체(100)가 하방으로 이송되어, 압출기 헤드(11)의 측면에서 공급되는 도체(200)라인을 용융된 절연체(100)가 감싸도록 하여 압출기 헤드(11) 후단부에 설치되는 압출다이(12)를 통해 절연체(100)가 일정한 직경을 가지도록 인출된다.

냉각관부(20)는 관체형상으로 상기의 압출기 본체의 후단에 설치되어 압출다이(12)를 통해 인출되는 절연체(100)를 냉매유를 통해 냉각시키는 것으로서, 초고압 케이블 절연체(100)와 같이 절연체(100)의 피복두께가 두꺼워 용융된 절연체(100)가 일정형상을 유지하지 못하고 중력에 의해 하방으로 흘러내리는 것을 방지하도록 한다.

여기서 본 발명에 따른 냉각관부(20)는 압출다이(12)를 통해 인출되는 절연체(100)의 직경보다 더 큰 내경을 가지도록 하여, 절연체(100)가 냉각관부(20) 내부로 인입되면 절연체(100)의 표면과 냉각관부(20)의 내연 사이에 냉매유공급갭(21a)이 형성되고, 이러한 냉매유공급갭(21a)으로 냉매유가 압입된다.

냉매유공급부(30)는 냉각관부(20)의 일측에 연결되어, 절연체(100)의 표면 전체를 둘러싸도록 형성되는 상기의 냉매유공급갭(21a)으로 고압의 냉매유를 압입시킴에 의해 절연체(100) 표면 전체에 부력이 작용되고, 유동성을 가지는 절연체(100)가 중력에 의해 하방으로 쳐지지 않고 부력에 의해 일정형상을 그대로 유지하도록 한다.

아울러, 절연체(100)의 표면에 냉매유가 직접적으로 접촉되므로 절연체(100)가 보다 더 신속하게 냉각 고형화되며, 또한, 절연체(100)가 냉각관부(20) 내측을 이송하면서 절연체(100)의 표면이 관내부에서 마찰되지 않고 냉매유에 의해 미끄럽게 윤활작용하여 절연체(100)의 인출이 용이하게 된다.

도 3을 통해 냉각관부의 구조를 더욱 자세히 살펴보면, 냉각관부(20)는 압출기 헤드(11)로부터 인출되는 절연체(100)가 삽입되는 관체로서 상기의 냉매유공급갭(21a)이 형성되는 제1관부(21)와, 제1관부(21)를 둘러싸도록 제1관부(21)와 일정간격 이격되어 설치되는 관체로서 제1관부(21)의 외측에 제1냉매유이송통로(22a)가 형성되는 제2관부(22)와, 제2관부(22)를 둘러싸도록 제2관부(22)와 일정간격 이격되어 설치되는 관체로서 제2관부(22)의 외측에 제2냉매유이송통로(23a)가 형성되는 제3관부(23)를 포함하여 구성된다.

이러한 3중벽구조로 이루어진 냉각관부(20)는 제1관부(21) 내에서는 냉매유공급갭(21a)를 통해 절연체(100)와 직접적으로 냉매유가 접촉되어 열교환되도록 하며, 제2관부(22)와 제3관부(23)에서는 냉매유가 관 내부를 순환하여 관 내부를 냉각시켜 절연체(100)와 간접적으로 열교환되도록 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 냉각관부(20) 내부에서 절연체(100)가 냉매유와 직간접적으로 열교환되도록 하여 냉각효율을 더욱 높이도록 한다.

냉매유공급부(30)는 일측이 냉각관부(20)의 일측에 형성된 배출공(20a)과 연결되어 냉각관부(20) 내부에서 열교환된 냉매유가 배출공(20a)을 통해 외부로 배출되는 배출라인(31)과, 배출라인(31)의 타측에 연결되어 배출라인(31)을 통해 공급되는 냉매유가 저장되는 저장탱크(32)와, 저장탱크(32)의 일측에 연결되어 저장탱크(32)내에 저장된 냉매유를 고압으로 순환시키기 위한 순환펌프(33)와, 순환펌프(33)의 일측에 연결되어 순환펌프(33)를 통해 공급되는 냉매유를 냉각시키는 열교환기(34)와, 일측이 열교환기(34)와 연결되고 타측이 냉각관부(20)의 다른 일측에 형성된 주입공(20b)과 연결되어 열교환기(34)에서 냉각된 냉매유를 냉각관부(20) 내부로 공급하는 공급라인(35)을 포함하여 구성된다.

아래에서는 본 발명에 따른 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치의 작동에 따라 절연체의 표면이 냉각되는 과정에 대해 자세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치에서 냉매유의 이동관계를 도시한 도면으로, 먼저 냉각관부(20)로 인입되는 절연체(100)는 압출기 헤드(11) 하류측에서 용융된 절연체(100)가 도체(200)라인을 감싸도록 하고, 압출다이(12)를 통해 일정한 직경으로 인출되도록 한다.

이렇게 압출다이(12)를 통해 인출되는 절열체(100)는 냉각관부(20) 내측으로 인입되어 냉각처리된다. 이때에 냉각관부(20) 내부에는 냉매유공급부(30)를 통해 냉매유가 순환되도록 한다.

냉매유공급부(30)를 통한 냉각관부(20) 내부에서의 냉매유 순환과정을 더욱 자세히 살펴보자면, 냉각관부(20)에는 냉매유를 순환공급하기 위한 주입공(20b)과 배출공(20a)이 형성되는데, 주입공(20b)은 냉각관부(20)의 상단 일측 제3관부(23)의 후단에 연통되도록 형성되고, 배출공(20a)은 냉각관부(20)의 하단 일측 제2관부(22)의 후단과 연통되도록 형성된다.

배출공(20a)으로 배출되는 냉매유는 배출라인(31)을 통해 저장탱크(32) 내부에 저장되고, 순환펌프(33)를 가동시켜 저장탱크(32) 내부의 냉매유를 고압으로 압송시킨다. 여기서 고압으로 압송되는 냉매유는 열교환기(34)를 거쳐 열교환되어 냉각되며, 냉각된 냉매유가 공급라인(35)으로 이송되고 주입공(20b)을 통해 제3관부(23)의 후단으로 공급된다.

제3관부(23)의 후단으로 공급되는 냉매유는 제2냉매유이송통로(23a)를 통해 제3관부(23)의 전단으로 이송되며, 제3관부(23)의 전단에서 냉매유는 제2관부(22)의 전단 또는 제1관부(21)의 전단으로 분기되어 공급된다. 제2관부(22) 내측으로 유입되는 냉매유는 제2관부(22)의 전단에서 제1냉매유이송통로(22a)를 통해 후단으로 이송되면서 관 내부 벽면과 열교환되고, 제1관부(21) 내측 냉매유공급갭(21a)으로 압입되는 냉매유는 상기와 같이 절연체(100)의 표면에 직접적으로 접촉되어 열교환됨과 동시에 절연체(100)의 표면에 부력을 제공하도록 한다.

그리고 제2관부(22)의 후단으로 이송되는 냉매유는 제2관부(22)의 후단과 연통되는 배출공(20a)을 통해 하방으로 배출라인(31)쪽으로 이송되도록 한다. 아울러, 제1관부(21)의 내측에서 후단으로 이송되는 냉매유는 제1관부(21)의 후단 일측에 배출공(20a)과 연통된 통과공(20c)을 통해 배출되며, 배출라인(31)으로 dlthd되는 냉매유는 상기와 같이 열교환기(34)를 통해 열교환되어 다시 공급라인(35)를 통해 냉각관부(20) 내부로 순환공급되도록 한다.

이와 같이 압출다이(12)를 통해 인출되는 유동성을 가지는 절연체(100)를 냉각관부(20) 내부로 강제구속시켜, 냉각관부(20)를 통과하면서 관 내부와 절연체(100) 표면 사이에 압입된 냉매유에 의해 신속하게 냉각처리되며, 냉매유의 압력에 의해 절연체(100)에 부력이 제공되어 중력에 의한 절연체(100)의 형상변화 없이 일정한 형태를 유지하면서 표면이 냉각 고형화된다.

상기와 같이 냉각관부(20)를 통해 고형화된 케이블 절연체(100)는 이후 가교공정을 통해 열처리과정을 거치게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

11 : 압출기 헤드 12 : 압출다이
20 : 냉각관부 20a : 배출공
20b : 주입공 21 : 제1관부
21a : 냉매유공급갭 22 : 제2관부
22a : 제1냉매유이송통로 23 : 제3관부
23a : 제2냉매유이송통로
30 : 냉매유공급부 31 : 배출라인
32 : 저장탱크 33 : 순환펌프
34 : 열교환기 35 : 공급라인

Claims (5)

1. 압출기 헤드에서 용융된 절연체가 상기 압출기 헤드의 일측에서 공급되는 도체라인을 감싸도록 하여 상기 압출기 헤드 하류측에 설치되는 압출다이를 통해 일정한 직경으로 인출되는 절연체가 인입되는 관체로서, 상기 압출다이를 통과하여 일정한 형상으로 인출되는 절연체의 직경보다 더 큰 내경을 가지도록 형성되는 냉각관부와;
   상기 냉각관부의 일측에 연결되되, 상기 압출기 헤드로부터 인출되는 절연체의 표면과 상기 냉각관부의 내연 사이에 형성되는 냉매유공급갭으로 고압의 냉매유를 압입시키는 냉매유공급부를; 포함하여,
   상기 냉매유공급갭으로 공급되는 냉매유의 압력에 의해 상기 냉각관부 내측으로 이송되는 절연체의 표면에 부력이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각관부는
   상기 압출기 헤드로부터 인출되는 절연체가 삽입되는 관체로서, 상기 냉매유공급갭이 형성되는 제1관부와,
   상기 제1관부를 둘러싸도록 일정간격 이격되어 설치되는 관체로서, 상기 제1관부의 외측에 제1냉매유이송통로가 형성되는 제2관부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 냉각관부는
   상기 제2관부를 둘러싸도록 일정간격 이격되어 설치되는 관체로서, 상기 제2관부의 외측에 제2냉매유이송통로가 형성되는 제3관부를 더 포함하여,
   상기 제3관부의 일측에 상기 냉매유공급부로부터 냉매유가 압입되는 주입공이 형성되어, 상기 주입공으로부터 압입되는 냉매유는 상기 제2냉매유이송통로를 거쳐 상기 제1냉매유이송통로로 순환되는 것을 특징으로 하는 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 주입공은 상기 제2냉매유이송통로의 후단부와 연통되어 냉매유가 상기 제2냉매유이송통로의 후단부에서 전단부로 이송되며,
   상기 제2냉매유이송통로의 전단부에는 냉매유가 상기 제1냉매유이송통로와 상기 냉매유공급갭으로 분기되어 상기 냉매유가 냉각관부의 전단부에서 후단부로 이송되는 것을 특징으로 하는 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 냉매유공급부는
   일측이 상기 냉각관부의 일측에 형성된 배출공과 연결되어 상기 냉각관부 내부에서 열교환된 냉매유가 배출공을 통해 외부로 배출되는 배출라인과,
   상기 배출라인의 타측에 연결되어 상기 배출라인으로 배출되는 냉매유가 저장되는 저장탱크와,
   상기 저장탱크의 일측에 연결되어 상기 저장탱크내에 저장되는 냉매유를 고압으로 순환시키기 위한 순환펌프와,
   상기 순환펌프의 일측에 연결되어 상기 순환펌프를 통해 공급되는 냉매유를 냉각시키는 열교환기와,
   일측이 상기 열교환기와 연결되고 타측이 상기 냉각관부의 다른 일측에 형성된 주입공과 연결되어 상기 열교환기에서 냉각된 냉매유를 상기 냉각관부 내부로 공급하는 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고압 케이블 절연체의 압출 처짐방지 장치.
   

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